R-410A

R-410Aは、空調やヒートポンプ用途で使用される冷媒です。ジフルオロメタン（CH 2 F 2、R-32と呼ばれる）とペンタフルオロエタン（CHF 2 CF 3 、R-125と呼ばれる）の共沸混合物ですが、ほぼ共沸に近い性質を持っています。R-410Aは、AZ-20、EcoFluor R410、Forane 410A、Genetron R410A、Puron、Suva 410Aなどの商標で販売されています。地球温暖化係数が高いため、R410aはいくつかの国で段階的に廃止されています。

歴史

R-410Aは、1991年にアライドシグナル（後のハネウェル）によって発明され、特許を取得しました。[ 1 ]世界中の他の製造業者もR-410Aの製造販売のライセンスを取得しています。[ 2 ] R-410Aは、キャリアコーポレーション、エマソンクライメートテクノロジーズ、インク、コープランドスクロールコンプレッサー（エマソンエレクトリックカンパニーの一部門）、アライドシグナルの共同の努力により、空調分野で商品化に成功しました。キャリアコーポレーションは、1996年にR-410Aベースの住宅用空調ユニットを市場に投入した最初の企業であり、「Puron」という商標を保有しています。[ 3 ]

R-22からR-410Aへの移行

モントリオール議定書（オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書）の条項および合意に従い、米国環境保護庁は、米国におけるR-22およびその他のハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）の生産および輸入の段階的廃止を義務付けました。EUおよび米国では、2010年1月1日以降、R-22は新規のエアコンまたは類似の機器の製造に使用することができませんでした。[ 4 ]世界のその他の地域では、段階的廃止の日付は国によって異なります。2020年1月1日以降、米国ではR-22の生産および輸入が禁止されており、R-22の入手可能な供給源は、備蓄されているか、既存の機器から回収されたもののみとなっています。[ 4 ]

2020年までに、米国で新たに製造された窓用エアコンとミニスプリットエアコンのほとんどは、冷媒R-410Aを使用していました。[ 5 ]さらに、R-410Aは、米国だけでなく、日本、ヨーロッパでも、住宅用および業務用エアコンの推奨冷媒として、 R-22に取って代わりました。[ 4 ]

環境への影響

漏洩した場合の R-410A (HFC-125/HFC-32) 大気濃度の急激な増加 (右下のグラフ)。

臭素や塩素を含むアルキルハライド冷媒とは異なり、R-410A（フッ素のみを含む）はオゾン層破壊に寄与しないため、 R-22などのオゾン層破壊冷媒が段階的に廃止されるにつれて、より広く使用されるようになりました。しかし、メタンと同様に、R-410Aの地球温暖化係数（GWP）は、残留期間中はCO2 （GWP = 1）よりもかなり高くなります。R-410Aは、HFC-32とHFC-125を50%ずつ混合した冷媒です。 HFC-32の寿命は4.9年で、100年GWPは675であり、HFC-125の寿命は29年で、100年GWPは3500である。[ 6 ] [ 7 ]この組み合わせの実効GWPは2088で、R-22（100年GWP = 1810）よりも高く、大気寿命はR-22の12年寿命と比較して約30年である。[ 8 ] [ 9 ]

R-410Aは消費電力を削減することでR-22システムよりも高いSEER評価を可能にするため、R-410Aシステムの地球温暖化への全体的な影響は、発電所からの温室効果ガス排出量の削減により、場合によってはR-22システムよりも低くなる可能性があります。 [ 7 ]これは、大気への漏洩が十分に管理されることを前提としています。[ 10 ]短期的にはオゾン層の破壊を防ぐことがGWPの削減よりも重要であるという仮定の下では、R-410AはR-22よりも優れています。[ 7 ]

R-410Aの段階的廃止

R410aを含むハイドロフルオロカーボン冷媒は、その高い地球温暖化係数を理由に、各国で段階的に廃止活動が始まっています。

アメリカ合衆国

2020年12月27日、米国議会は米国イノベーション・製造業法（AIM法）を可決し、米国環境保護庁（EPA）にハイドロフルオロカーボン（HFC）の生産と消費を段階的に削減するよう指示した。[ 11 ] [ 12 ] HFCは地球温暖化係数が高いため、AIM法はキガリ修正条項に準拠して可決された。AIM法に基づいて策定された規則では、2022年から2036年までにHFCの生産と消費を85％削減する必要がある。[ 13 ] R-410AはHFC R-125を含むため、この法律によって制限される。R-410Aが以前のオゾン層破壊冷媒R-22に取って代わったように、地球温暖化係数の低い他の冷媒がほとんどの用途でR-410Aに取って代わるだろう。[ 14 ]

AIM法で義務付けられた段階的削減により、2022年以降、R-410Aは他の冷媒に置き換えられることになる。代替冷媒としては、ハイドロフルオロオレフィン、R-454B （R-32とR-1234yfの共沸混合物）、炭化水素（プロパンR-290やイソブタンR-600Aなど）、さらには二酸化炭素（R-744、GWP = 1）などが利用可能である。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]代替冷媒はR-410Aよりも地球温暖化係数がはるかに低い。代替冷媒の中には、軽度または中程度の可燃性を持つもの、より高い圧力範囲で動作するもの、特殊なコンプレッサー潤滑剤やシールを必要とするものなどがある。

欧州連合

欧州連合（EU）は、温室効果ガス排出量の削減を目指し、R-32を含む複数の高GWPハイドロフルオロカーボン（HFC）冷媒の段階的廃止を目指す法律を可決しました。R32はR410aの成分であるため、この段階的廃止はR410aにも適用されます。R410aベースの家庭用冷蔵庫の販売は2026年1月1日から禁止され、エアコンとヒートポンプの販売は容量と機器の種類に応じて2027年から2030年まで禁止されます。[ 18 ]

物理的特性

R-410A は、ISO 817 および ASHRAE 34 に準拠した A1 クラスの不燃性物質です。その成分の 1 つである R-32 は、微燃性 (AL2) であり、もう 1 つの R-125 は、R32 の可燃性を抑制する A1 クラスの物質です。

R-410A冷媒の物理的性質[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
財産 価値
式
CH 2 F 2 (ジフルオロメタン)（50％）
CHF 2 CF 3 (ペンタフルオロエタン)（50％）
分子量（Da） 72.6
融点（℃） −155
沸点（°C） −48.5
液体の密度（30℃）、kg/m 31040
蒸気密度（30℃）、空気=1.0 3.0
21.1℃における蒸気圧（MPa） 1.383
臨界温度（°C） 72.8
臨界圧力、MPa 4.90
ガス熱容量（kJ/(kg·°C)） 0.84
液体の熱容量 @ 1 atm、30 °C、(kJ/(kg·°C)) 1.8
引火点加圧された空気や酸素と混合しては ならない
自然発火温度648℃

熱物性 -冷媒R410aの特性

予防

R-410Aは動作圧力が高いため（約40～70%高い）、R-22サービス機器では使用できません。R-410A専用に設計された部品を使用する必要があります。そのため、R-410Aシステムでは、サービス担当者は高圧に対処するために、異なる工具、機器、安全基準、および技術を使用する必要があります。機器メーカーはこれらの違いを認識しており、R-410Aシステムを設置する専門家に認定資格を義務付けています。さらに、R-410Aシステムに関する専門家の教育を支援するために、AC&R Safety Coalitionが設立されました。

R-410Aボンベはかつてはバラ色でしたが、現在は標準的なライトグレー色になっています。[ 22 ] [ 23 ]

R-410A の分別可能性はごくわずかですが、充填時に無視することはできません。

商号

  • スバ410A（デュポン）
  • プロン（キャリア）
  • ジェネトロン AZ-20（ハネウェル）

参照

参考文献

  1. ^ "Home" . www.honeywell.com . 2007年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  2. ^ "Home" . www.honeywell.com . 2007年11月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^ 「PURON - レビューとブランド情報 - Carrier Corporation SYRACUSE, NY - シリアル番号: 77215886」。Trademarkia.com 。 2016年5月1日閲覧。
  4. ^ a b c「クラスIIオゾン層破壊物質の段階的廃止」 2015年7月22日。 2024年6月26日閲覧。
  5. ^ 「Honeywell AZ-20 (R-410A) 冷媒」。2017年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年9月1日閲覧。
  6. ^ Velders, Guus JM; Fahey, David W.; Daniel, John S.; McFarland, Mack; Andersen, Stephen O. (2009年7月7日). 「（漏洩が制御されない場合の）予測されるHFC排出量が将来の気候強制力に大きく寄与する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 106 (27 ) : 10949– 10954. Bibcode : 2009PNAS..10610949V . doi : 10.1073/pnas.0902817106 . PMC 2700150. PMID 19549868 .  
  7. ^ a b c Pierrehumbert, RT (2014年5月30日). 「短寿命気候汚染」 . Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 42 (1): 341– 379. Bibcode : 2014AREPS..42..341P . doi : 10.1146/annurev-earth-060313-054843 .
  8. ^ 「IPCC評価報告書4（AR4）2007」（PDF） 212ページ。 2022年8月25日閲覧。
  9. ^ 「高GWP冷媒」カリフォルニア大気資源局。 2022年8月25日閲覧。
  10. ^ 「R-410Aの取り扱いに関する基本事項」（PDF）。フロリダ州立大学ジャクソンビル校。p. 7。2014年9月4日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2013年11月21日閲覧。
  11. ^ 「HFCの使用削減による気候保護」米国環境保護庁2021年2月8日2022年8月25日閲覧。
  12. ^ 「HFCとAIM法の背景」www.usepa.gov .米国環境保護庁（EPA）2021年3月. 2024年6月27日閲覧。
  13. ^ EPAプレスオフィス（2021年9月23日）「米国、空調・冷凍機に使用される化学物質を対象とした新プログラムで気候に悪影響を与える温室効果ガスを大幅に削減」米国環境保護庁。 2022年8月25日閲覧。
  14. ^ a b「新しいシステムを選ぶのか？」カリフォルニア大気資源局。 2022年8月25日閲覧。
  15. ^ 「住宅用および業務用エアコンとチラーにおける低GWP代替品への移行」（PDF）米国環境保護庁（EPA）2016年12月。2022年8月25日閲覧。
  16. ^ Johnston, Philip (2020年10月13日). 「次にすべきこと：R-410Aの適切な代替品の選定」 . Engineered Systems Magazine .
  17. ^ 「キャリア、北米のダクト式住宅・軽商業製品向け次世代冷媒「Puron Advance™」を発表」キャリア・コマーシャル・システムズ・ノースアメリカ、2018年12月19日。 2024年6月26日閲覧。
  18. ^ 「2024年2月7日の欧州議会及び理事会によるフッ素化温室効果ガスに関する規則（EU）2024/573」 。 2025年7月13日閲覧。
  19. ^ 「R-410a 物質安全データシート」（PDF） Honeywell International Inc. 2010年10月11日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
  20. ^ 「Puron冷媒R-410A」（PDF） 2006年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年7月2日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: bot: 元のURLステータス不明（リンク）
  21. ^ 「R-410A」（PDF） . Honeywell Refrigerants Europe. 2014年3月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2013年4月26日閲覧。
  22. ^ 「冷媒 - カラーコード」www.engineeringtoolbox.com。
  23. ^ 「冷媒カラーコード」 2023年5月24日。
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